钢结构设计中构件偏移的应用

摘 要：在建筑工程的设计中，钢结构的运用是较为普遍的。而且这种结构具有一定的优势。在进行结构的设计中，需要应用设计软件来进行。本文主要对钢结构设计软件STAAD-PRO中的一种后处理技术进行开发和研究，同时对于构建偏移在这一软件中的应用做出了明确的阐述和规定，旨在为完善软件工程的工作效率做出相应的贡献。

关键词：钢结构设计；构件偏移；STRRA-PRO

在普通的结构设计软件应用的过程中，都是以构件的中心线为重点，建立一定的结构模型，一般都是将构件的起点或者是终点都放置在节点上。其中构件的跨度和节点的距离相一致。但是却很少考虑到构件的截面尺寸。这就使得计算机模型的构件和实际结构的模型产生了较大的差异，造成严重的内力差。而STAAD-PRO软件的应用解决了这一问题，同时也提出了构件偏移的相关概念，进而使得计算模型和实际的模型状况更加相近。

1 钢结构工程缺点

钢结构工程产生质量问题的分析；钢结构工程质量难以保证的原因有很多，也很复杂，既有工艺不当导致的问题，也有违反工艺操作造成的问题，还有由于施工人员的技术水平和责任心造成的问题，还有决策者失误造成的质量问题。

2 解决措施

2.1 大量的钢材内部存在的夹层属于钢厂本身在轧制过程中产生的质量问题，已经超过了国家标准规范的要求，可以要求钢厂派人来核实，同钢厂协商退货或换货处理。

2.2 如果夹层数量较少可以征求技术部门和业主的意见，将信息反馈给钢厂，对出现的问题采取施工补救措施，可以根据无损检测的结果，在有问题的部位采用气刨全部刨开，超过本身的深度，然后用等强度焊接材料进行填充，完毕后对表面进行处理。

3 STAAD-PRO软件简介

这种软件是美国的开发公司研制的，其主要功能就是进行结构设计的分析，其应用范围相对较广，可以对钢结构或者是钢筋混凝土等结构进行精确地设计好计算，得到了业界人士的青睐，同时也是结构工程设计中较为常见的软件之一。

这种软件中收藏了各国的建筑设计规范和原则，因此，可以在任何国家都通用。我国的建筑设计规范也涵盖在其中。现如今，我国的工程行业正在蓬勃发展，需要顺应社会发展的需要，走出国门，和国际的工程行业接轨。因此，这中软件的开发和利用为我国工程的国际化提供了一定的契机和平台，可以满足我国工程业发展的需求。

基于这种结构的优势所在，我国的各个科研单位或者是工程单位等都纷纷引进这种软件，在工程结构的设计中起到了重要的作用。

4 STAAD-PRO软件中的构件偏移概念

在对工程结构进行计算的过程中，主要是根据实际的结构形式来制定相关的模型来进行。而这种方式往往会忽视一定的因素，这种方式得到了一个计算模型，所用的简化措施是对构件的简化，而忽略的信息就是对机构构件的尺寸。通常情况下都是根据一个中心线来连接相应的构件，构件的跨度就是节点间的距离。

在具体的结构模型的设计中，起点和终点以及梁的长度等都需要进行具体的设定，而且需要将梁到中心线的距离进行明确规定。当然，不同的设计工程的距离也会存在着明显的差异。因此，在进行构件偏移应用的过程中，需要针对钢结构的特点来采取科学合理的措施。

通常情况下，当梁和柱之间相互连接时，公共节点就选取在柱的中心位置，而梁的距离还是和两个节点之间的距离相等。但是，从实际的设计工程商来看。梁的起点并不是在显示的位置，而是在离那个节点的距离为柱宽度的一半的点上，梁的净跨、度是从一根柱的表面到另一根柱表面的距离，比所定义的两个节点问的距离小。而在节点区域，由于梁柱连接的共同作用，将形成一个刚度很大的区域。因此，节点的区域刚度与梁的刚度并不一致，而是大于梁的刚度。

由于计算机模型中的梁跨度增加，而与节点区域的刚度相对减少。造成计算中的梁弯矩大于实际结构的弯矩。如果柱的宽度与梁的跨度相比很小，实际结构模型中梁的长度与计算模型中定义的梁的长度之间差别很小，节点区域很小，可以忽略这个偏移量，因为这个差只会使得粱计算弯矩比实际的弯矩稍大一些。结果差异很小，可以忽略不计。但当柱的截面尺寸很大，使得梁的计算长度与实际长度差别显著，节点区域较大时，计算弯矩将与实际弯矩相差很多。粱的部分只到柱边缘处，在梁与柱的连接处将有一个刚性区域。在内部，相邻截面之间不会有相应的变形发生。

在STADD-PRO软件中，充分考虑了构件连接的差异模型。同时提出构件偏移的应用。该程序中，通过构件偏移的命令，修复结构计算模型与实际构件模型之间的差异。用户可通过构件偏移的应用，避免由于构件截面过大而产生的偏差。在应用构件偏移过程中，该程序将构件的起点与终点.分别设置在与相应节点存在一定偏差的位置，而这个位置就是实际结构模型的构件的真实起始点和终止点，最终计算数据与实际模型相符。

5 钢结构计算软件STAAD-PRO的后处理功能

5.1 这种软件可以在各种结构的工程中得到广泛的应用，主要是由于这一软件中涵盖了多种建筑工程的施工规则和施工规范，成了通用的软件模式。

5.2 这一软件可以作为一种输出系统，将相关的数据输入到软件中，可以得到相应的节点的具体位置，然后通过CAD绘图软件绘制出一定的平面和立面图形。

5.3 可以通过这一软件读取相应结构的型号以及类型，技术人员可以直接将相应的图形以及标件或者是序号等标注在图形上。而且，字体的大小以及字体的颜色等都可以进行调整。

5.4 这种软件可以对相关的工程方案进行筛选，通过软件输出的数据信息包含了多种计算结果和建筑结构工程的施工概况。其中最不符合需要的结构将被标注上特殊的符号。设计人员根据这一信息就可以对这一计算结果进行排除。当然，字体大小和颜色等都是可调整的。

5.5 在该软件的运行的过程中，对于信息的要求相对较高，所以针对不同的信息类型和内容，采取了不同模块的设计。通常情况下，平面内的节点需要进行坐标的识别，而且每个平面都需要设定坐标。这种模块化的设计方式在某种程度上体现出设计的便捷性，可以充分利用软件来减少程序的繁琐性，从而保证了设计工程的总体质量。最重要的是可以直接进行数据信息的调试和应用。

结束语

可见，在计算钢结构过程中.如果构件的截面尺寸较大，那么不能忽略，否则将影响模型的精准性。通过应用STADD-PRO软件中的构件偏移，可获得与实际更相符的计算模型，从模型中计算分析钢结构的受力状况，提高应用效率与质量。

参考文献

[1]侯成林.浅谈新型空间钢结构设计中的焊接技术[A].2011全国钢结构学术年会论文集[C].2011.

[2]裴永忠.大型民用飞机总装厂房的钢结构设计[A].钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届（ASSF-2010）学术交流会暨教学研讨会论文集[C].2010.

[3]陈明.“钢结构设计”课程建设的探索与实践[A].土木建筑教育改革理论与实践[C].2008.

[4]蔡益燕.门式刚架轻型房屋钢结构设计施工中的几个问题[A].2001年全国建筑钢结构行业大会论文集[C].2001.

作者简介：韦健，身份证号：452731198410250331。